Raumzeitkrümmung wieso? Was bedeutet sie?
 

Was bedeuten die Feldgleichungen? Energie bzw. Masse krümnt die Raumzeit. Aber wieso macht sie das?

Warum wird der Raum gekrümmt? Warum bleibt er nicgt flach?

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vielleicht hilft dieser Link weiter: https://praxistipps.chip.de/raumzeit...rklaert_111019

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Ich finde noch erstaunlicher, dass sich beides offenbar gleichwertig bedingt: Masse sagt der Raumzeit wie sie sich krümmen soll, die Raumzeit wiederum sagt der Masse wie sie sich bewegen soll - wie ein Zug der seine eigenen Schienen produziert die ihn in der Spur halten

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Also die Erklärungen in dem Link führen nicht weiter (außer ein Satz, siehe unten)
Das Trampolin... Da krieg ich Kopfschmerzen. Das ist das Gummituchmodell. Man erklärt die Gravitation mit der Gravitation. Ganz toll. Das führt doch überhaupt nicht weiter.

Die Feldgleichungen führen auf "Längen nahe der Masse sind anders als weiter weg", "Zeit geht nahe der Masse anders als weiter weg" und dann gilt noch, dass Körper, während sie sich durch die Raumzeit bewegen (durch die Zeit müssen wir uns ja bewegen) immer den in 4D extremen Pfad wählen.
Hier ist das schön erklärt: https://ichi.pro/de/schwerkraft-als-...85771654861567

Also verändert Masse die Raumzeit. Krümmt die Raumzeit. Aber: Warum macht sie das?

Ein Satz aus dem Trampolinlink gefällt mir: Gravitationswellen dehnen und stauchen den Raum. Das klingt endlich nach einer Erklärung. Dichteänderungen. So wie beim Schall. Ist das so? Sind es Dichteänderungen, die die Masse beim Raum bewirkt?

@Pauli: Das finde ich auch erstaunlich. Ein schönes Bild: Der Zug schafft seine eigenen Schienen. Und was wäre, wenn es keinen Zug gäbe? Gäbe es dann Schienen?

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Recht anschaulich und einfach erklärt

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Ist „Zeit“ eine Konstante?

Ich gehe in meinen Überlegungen davon aus, daß Zeit nicht gleich Zeit ist, sondern sich nach der Beschaffenheit des Raumes richtet.

Werde mir den Link mal genauer anschauen…

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Ist Zeit nicht wie ein Fluß in dem man treibt? Nur Licht kann sich dem widersetzen.

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Ja, Zeit hat das umgekehrte Vorzeichen vom Raum in der Metrik. Also: Zeitdilatation und Längenkontraktion gehören zusammen. Dort, wo die Längen kürzer sind ist die Zeit länger.

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Die Anfangsfrage ist aber immer noch unbeantwortet: Warum krümmt Masse den Raum? Warum lässt sie ihn nicht flach?

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Ich denke, der Denkansatz paßt nicht richtig.
Es geht doch nicht darum, daß Licht(teilchen) sich der Zeit widersetzen.

Wenn die Photonen sich innerhalb der Zeit frei bewegen können, dann kann man sie auch nachweisen.

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Ich habe den Link noch nicht durchgelesen.

Gegenfrage: Wenn Du mit der Faust auf den Tisch haust ;)
und dabei genug Energie :) freisetzt, verformst Du dann nicht auch die Masse? :D

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Die Dichte und damit auch die Menge (?) der Masse bedingt die Stärke der Gravitation.

@pauli

Wenn es keinen „Zug“ gäbe, gäbe es ein andersartiges Gedankenkonstrukt, bei dem dann natürlich auch keine „Schienen“ notwendig wären.
Es geht doch letztlich darum, Zusammenhänge und Abhängigkeiten aufzuzeigen, die einander bedingen und zusätzlich Verbindungen zu schaffen…

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Im Sinne, wie sich Materie widersetzt andere Materie zu durchdringen. (elektrische Abstoßung, Pauliprinzip)

Während für die Materie die Zeit vergeht, verlassen Photonen den Ort der Entstehung mit Lichtgeschwindigkeit. Dabei bleibt für sie die Zeit stehen.

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Hallo,

vielleicht hilft dieser Link von ScienceClic:

https://www.youtube.com/watch?v=wrwgIjBUYVc&t=8s

(Das "warum" wird darin allerdings glaube ich auch nicht beantwortet).

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Weiß der Geier, macht denn Raumzeit ohne baryonische Masse Sinn, also in welchem Zustand befindet sich dann das Konstrukt? Gäbe es überhaupt Zeit ohne Masse? Ohne Masse/Energie keine Entropieerhöhung und kein Zeitpfeil, also keine Vergangenheit und Zukunft. Und ohne Zeit keine Raumzeit und wohl auch keine Kausalität.

Oder so :)

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Vlt. war das auch ein schlechtes Beispiel mit dem Zug, was ich darstellen wollte ist die unüberwindbare Abhängigkeit:
* Masse (Zug) bestimmt wie sich Raumzeit verhält/krümmt
* Raumzeit (Schienen) bestimmt wie die Masse sich bewegt

Wenn dieses Modell wie ich es mir vorstelle halbwegs zutrifft, dann funktionierte mMn ein Universum ohne Masse nicht denn es gäbe keine Schienen und keine Wege die irgendwo hin führen, keine Zeit, nix.

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:) Genau. Das denke ich auch. :D

Aber das ist ja nur eine Nebenfrage in diesem Thread. Dir Hauptfrage ist: Raumzeitkrümmung - wieso?

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Was bliebe vom Universum übrig, wenn keine Materie und Energie gäbe?
Gäbe es dann Raum und Zeit?

Ist Raum und Zeit mit Materie und Energie nicht erst durch den Urknall entstanden?

https://de.m.wikipedia.org/wiki/List...eme_der_Physik

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Weil Mateie und Energie von Beginn an den Raum krümmte.

Wenn der Raum nicht gekrümmt wäre, müsste er dann nicht unendlich goß sein. Damit gäbe es auch keinen Anfang.

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Beginn

Welchen Einfluß hatte der Faktor „Zeit“ zu Beginn des Universums? Ab wann kann man eine „Krümmung“ des Raumes unterstellen oder (rechnerisch) feststellen?

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Glaube das Machsche Prinzip hat mit dieser Fragestellung auch was zu tun

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Auch dieser Link passt gut zum Thema: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Urknall

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Sing...ssingularität

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Danke für Eure Links. :)

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Praktisch alle Links passen zum Thema :D

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Die Anfangssingularität des Urknall spricht für die Raumkrümmung.

Das Universum geht von der Anfangssingularität, bedingt durch durch die Verdünnung von Materie und Energie, in ein euklidische Universum über.

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Die Anfangssingularität ist ein Artefakt der ART. Niemand geht davon aus, stattdessen geht man vom Urknall als heißem dichten Anfangszustand aus. Dieser entwickelt sich gemäß der Friedmann Gleichungen.

Die Geometrie des Universums ist durch den Anfangszustand festgelegt. Die Verdünnung von Materie/Energie bewirkt nicht den Übergang zu euklidischer Energie. Vielmehr resultiert eine Verschiebung der prozentualen Anteile der Energiedichten, Matere/Energie vs. Kosmologische Konstante.

Das alles ist bei Wikipedia nachzulesen.

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Bedeutet dies, dass es Raum und Zeit schon immer gegeben hat?
Ich kann mir nicht vorstellen, dass es Energie und Materie ohne Raum und Zeit geben kann.
Dichte setzt zumindest Raum voraus.

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Ich auch nicht und kein mir bekanntes kosmologisches Modell geht davon aus. Als gesichert gilt, dass der erwähnte dichte und heiße Zustand am Ende der Inflation entstand. Einige Aufmerksamkeit hat die Ewige Inflation
https://net-wiki.de/wiki/Eternal_inflation , aber das ist sehr spekulativ.

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Warum braucht es das Inflationsmodell?
Nur um zu erklären, dass das Universum flach ist?

Woher wissen wir, dass das Universum flach ist?

Oder wird es am Ende nur, wie bei Kosmologische Konstante, eine Eselei sein.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kosmologische_Konstante

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Wir denken bei Raumzeitkrümmung schnell an die Expansion des Universums. An den Urknall und die kosmologische Konstante. Dann gibt es da aber auch noch die statische Raumzeitkrümmung, die die einfache, im Moment statische Gravitation bewirkt.

Was hat es mit dieser statischen Raumzeitkrümmung auf sich? Warum krümmt Materie/Masse/Energie den Raum, die Raumzeit? Warum lässt die Masse den Raum nicht einfach so, wie er ist? Die Einsteinschen Feldgleichungen beschreiben, wie wir diese Raumzeitkrümmung zu berechnen haben. Aber wissen wir, was sie bedeutet? Wo sie herkommt? Warum lässt Masse den Raum nicht einfach flach?

Wäre er flach, würde auch die Bewegung des Merkur mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz zu beschreiben sein.

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Klar:

Der Gang von präzisen Uhren und die Ausbreitung von Lichtstrahlen wird nachweislich beeinflusst.

EDIT: Die Planetenbahnen sind ein weiteres Beispiel für die Auswirkungen.

Zudem ist es völlig ausreichend sich an den Auswirkungen zu orientieren, weil das begrifflich mit der Krümmung gleichgesetzt werden kann und auch so verwendet wird.

Man muss sich also gar nicht "krampfhaft" an die Vorstellung klammern, dass da "etwas" gekrümmt wird.

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Was ist monentan statisch?

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Ohne Masse keine Krümmung, ohne Krümmung keine Masse.

Das Gravitationsfeld bzw. die Krümmung erstreckt sich weit in den Raum. Bei einer bewegenden Masse wandert beides mit. Jedoch kann die Änderung sich nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Das Feld bzw. die Krümmung mitzunehmen bedeutet einen zusätzlich Aufwand. Dieser äußer sich in der Trägheit. Man könnte meinen Masse, Gravitatinsfeld und Krümmung sind eine untrennbare Einheit.

Das Gravitationsfeld ist nur eine andere Darstellung der Krümmung. Warum auch nicht die Masse?

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Insbesondere deshalb:

https://de.wikipedia.org/wiki/Horizontproblem

Durch die Beobachtung (Winkelsumme im Dreieck). Ein starkes Indiz für die Annahme der Inflation.

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Nein.

Es gibt Vakuumlösungen der ART ohne Masse jedoch mit Krümmung: Schwarzschildmetrik für ein schwarzes Loch, deSitter-Universum, Gravitationswellen ...)

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Ich meine nur, dass man die zeitliche Entwicklung mal außen vor lassen soll.

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Danke für den Link, der für neue Fragen sorgt:

• Sind die Naturgesetze nicht gleichzeitig mit Raum und Zeit durch den Urknall entstanden?

• Wenn die Gesetze im expandierenden Raum und Zeit nicht ihre Gültigkeit behalten, bedeutet das nicht, dass sich Gesetze mit der Zeit entwickeln?

• Vielleicht entwickeln sie sich sogar in unterschiedlichen Raumsegmenten unterschiedlich?

• Was hilft die Inflation, wenn sich auch die Lichtgeschwindigkeit entwickelt?

• Ab welcher Distanz endet die Kausalität?

• Oder finden Wechselwirkungen und damit Kausalitäten über bereits ausgedehnte Felder statt?
  Dann benötig es die Laufzeit, wenn auch mit Lichtgeschwindigkeit, zwischen den Teilchen nicht, damit diese wechselwirken.können

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Wenn ich Stephen Hawking richtig verstanden habe, geht er nicht von einem Urknall in seiner Multiversentheorie aus. Es gibt mehrere Urknalls, die zum selben Zeitpunkt stattgefunden haben.

Mehrere Universen, unterschiedliche Dimensionen, Überlagerung von Räumen…

Ich denke, daß sich die Frage zur Distanz in Zusammenhang mit der Kausalität dann so nicht stellt.

Wie würden sich überlagernde Felder aus unterschiedlichen Räumen nachgewiesen werden können?

„Dann benötig es die Laufzeit, wenn auch mit Lichtgeschwindigkeit, zwischen den Teilchen nicht, damit diese wechselwirken.können“

:)

Aber vielleicht ist mein Denkansatz ja nicht richtig?

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Multiversen halte ich für Spekulation!
Wenn es eine Wechselwirkung zwischen diesen Universen gibt, dann sind diese nicht getrennt und bilden wieder nur ein Universum.

Gibt es keine Wechselwirkungn dann werden wir nie erfahren, dass es dieses weitere Universum gibt.

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Ist das nicht eine Frage der Genauigkeit der Messung?

Es gab eine Zeit, da glaubte man, die Erde sei eine Scheibe und sei flach.. Da wir im Vergleich zum Erddurchmesser sehr sehr klein sind, erkennen wir die Krümmung nicht. Erst durch den Abstand von der Erde wird diese für uns kleiner und wir erkennen die Kugelform.

Gleiches gilt, in einem stärkeren Ausmaß, für das Universum. Nur über große Entfernung können wir die Krümmung erfahren. So wie Sir Arthur Stanley Eddington bei der Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Sonn...m_29._Mai_1919

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Der Reihe nach:

Das ist eine philosophische Frage.

Die Gesetze behalten im expandierenden Raum ihre Gültigkeit.
Auch in verschiedenen Raumsegmenten, s. Kosmologisches Prinzip. Ob dies in Stein gemeißelt ist, ist eine andere Frage.

Die Lichtgeschwindigkeit entwickelt sich nicht. Sie ist eine Naturkonstante mit lokaler Gültigkeit.

Man geht davon aus, dass die Größe winziger Raumsegmente, die sich im thermischen Gleichgewicht befinden (und somit kausal verknüpft sind), durch die Lichtgeschwindigkeit bestimmt ist. Dieser gleichförmige Zustand bleibt auch nach dem "Aufblasen" eines solchen Segments durch die Inflation erhalten und hat dann die Größe eines beobachtbaren Universums.

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Ich halte den Maßstab für ein Problem: man bräuchte ein Dreieck mit vlt. Hundertausenden oder Millionen km Seitenlänge um eine Krümmung ausschließen zu können, das hat man natürlich nicht. Es heißt das geht aus der Vermessung der Hintergrundstrahlung hervor, keine Ahnung wie das gemessen wird.

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Deine Argumentation bedingt mehrere gleichzeitige Urknalls innerhalb eines Universums.

Stellst Du damit eine neue Theorie des Big Bang in den Raum unseres Universums?

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Woraus schließt du das?

Ich gehe von einem Urknall aus, der Raum und Zeit geschaffen hat.

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Die Lichtgeschwindigkeit ist laut aktuellem Wissen aufgrund von Messungen konstant.

Siehe:
https://de.wikipedia.org/wiki/Beobachtbares_Universum
insbesondere
https://de.wikipedia.org/wiki/Beobac...eignishorizont

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Ja natürlich. Zugrunde liegt eine Länge, die sich aus dem Schallhorizont zum Zeitpunkt der Entstehung des CMB ergibt. Diese Länge sieht man heute als Fluktuation im CMB (nach Expansion des Universums und damit dieser Länge um den Faktor ~ 1100) unter einem Winkel von 1°, wobei die Winkelsumme 180° beträgt. Das läßt sich googeln, ist aber etwas mühsam.

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Ich habe diesen Link gefunden: https://ned.ipac.caltech.edu/level5/...y/Kinney3.html

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Lies bitte Deinen Text durch

Hast Du wissenschaftliche Arbeiten von Stephen Hawking gelesen?

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Ich kann das empfehlen:
http://background.uchicago.edu/~whu/.../flatness.html